13 erstaunliche Fakten über Metas AR-Brille Orion

In drei Blogartikeln erläutert Meta die Wundertechnik der AR-Brille Orion. Hier sind einige der interessantesten Erkenntnisse daraus.

Orion ist eine vollwertige AR-Brille und der erste Produktprototyp dieser Kategorie, den Meta der Öffentlichkeit präsentierte. Sie bietet ein Sichtfeld von circa 70 Grad in einem brillenähnlichen Formfaktor, was das Wearable weltweit einzigartig macht.

Das Unternehmen machte bei der Vorstellung im vergangenen Herbst klar, dass Orion nicht für die Kommerzialisierung gedacht ist. Dafür sind die Herstellungskosten von circa 10.000 US-Dollar zu hoch. Für die nächsten Jahre ist jedoch ein erstes, erschwinglicheres Produkt dieser Kategorie geplant.

Die AR-Brille wurde gemeinsam mit einer externen Recheneinheit, dem sogenannten Compute Puck, und einem EMG-Armband präsentiert, das Hirnsignale am Handgelenk abfängt und in Steuerungsinput für die AR-Brille übersetzt.

Für die Entwicklung all dieser Technologien war eine Vielzahl von Innovationen erforderlich, die Meta vergangene Woche in einer dreiteiligen Blogartikelserie beleuchtete. Darin wird auf den Compute Puck, die maßgeschneiderten Chips, die MicroLED-Projektoren und die Siliziumkarbid-Wellenleiter eingegangen. Das ebenso interessante EMG-Armband kommt nicht zur Sprache.

Ich habe die 6.000-Wörter umfassende Artikelserie gelesen und einige interessante Fakten und Tatsachen daraus zusammengestellt.

Der Compute Puck

Fakt 1

Die externe Recheneinheit enthält eine Batterie sowie einen von Meta entwickelten SoC, der einen gewichtigen Teil der Berechnungen für die AR-Brille übernimmt. Er ermöglicht außerdem eine drahtlose Verbindung mit Orion und dem EMG-Armband. Ohne den Puck wäre eine AR-Brille in diesem Formfaktor nicht möglich.

Fakt 2

Der Puck ist kleiner als ein durchschnittliches Smartphone, aber leistungsfähiger dank eines speziell dafür entwickelten Prozessors.

Fakt 3

In den frühen Tagen der Forschung war der Puck ein Band, das um den Hals getragen wurde und über ein Kabel mit der AR-Brille verbunden war. Innovationen des Forschungsteams im Bereich der drahtlosen Kommunikation ermöglichten es, auf kabelgebundene Verbindung zu verzichten.

Fakt 4

Der Puck hat Sensoren und Kameras verbaut, die die Nutzer für holografische AR-Videotelefonie filmen können. Der Gesprächspartner erscheint als Hologramm über dem Puck. "Das Benutzererlebnis fühlt sich ein wenig an, als würde man einen Flaschengeist freilassen, bei dem Hologramme nahtlos aus dem Gerät auftauchen und sich wieder darin auflösen", sagt Industriedesigner Emron Henry.

Fakt 5

Das Team experimentierte auch mit Haptik und 6DoF-Sensoren, die es ermöglichen, den Puck als räumlich getrackten Controller zu verwenden, zum Beispiel, um AR-Spiele zu spielen.

Maßgeschneidertes Silizium

Fakt 6

Meta (damals noch Facebook) forscht seit 2017 an maßgeschneiderten Chips für AR-Brillen und Orion hat gleich mehrere solcher Chips verbaut, die für hohe Effizienz und geringe Abwärme optimiert sind. Das Ziel war, den Energieverbrauch um den Faktor 100 zu reduzieren. Um dies zu erreichen, mussten zahlreiche Aspekte der Hard- und Software füreinander optimiert werden, noch während sie sich in Entwicklung befanden. "Das Schiff zu bauen, während es aus dem Hafen ausläuft - das war genau das, was wir taten", sagt Jeremy Snodgrass, Advanced Technologies Strategy Director bei Meta.

Fakt 7

Metas Chip-Team war auch für die beiden MikroLED-Projektoren des AR-Displays verantwortlich, die auf einem Silizium-Substrat basieren. Die Entwicklung dieser Projektoren war äußerst kompliziert, da das Design und der Herstellungsprozess neu waren. Die Mikro-LEDs wurden an einem Ort hergestellt und dann an einen anderen Standort gebracht, wo sie auf einen Wafer aufgebracht wurden. Die Wafer wurden dann verschifft, um in eine bestimmte Form geschnitten zu werden, gefolgt von einer Reise in die USA, um mit einem anderen Wafer zusammengefügt zu werden, und dann zurück über den Globus verschifft, um das eigentliche Modul zu bauen und zu testen.

Fakt 8

Es ist nicht möglich, mit Orions RGB-Kameras Fotos zu machen, aber der verbaute Chip ist in der Lage, dies zu einem späteren Zeitpunkt zu unterstützen, ebenso wie Metas Codec-Avatare.

Das Wellenleiter-Display

Fakt 9

Orion nutzt ein Wellenleiter-Display aus Siliziumkarbid statt Glas oder Plastik. Der Vorteil von Siliconkarbid besteht in seinem hohen Brechungsindex von 2.7 (gegenüber Glas mit maximal 1.8), dem höchsten bekannten Brechungsindex für optische Anwendungen. Dieser ermöglicht ein Sichtfeld von circa 70 Grad, ohne dass man mehrere Wellenleiter stapeln muss.

Fakt 10

Weitere Vorteile von Siliziumkarbid gegenüber glasbasierten optischen Systemen sind, dass es Regenbogenartefakte praktisch eliminiert und eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit besitzt. Beides ist essenziell für AR-Brillen.

Fakt 11

Siliziumkarbid ist primär für seine elektrischen Eigenschaften bekannt und wird unter anderem in elektrischen Fahrzeugen verwendet. Es ist grün und kann in besonders verdichteter Form sogar schwarz und vollkommen undurchsichtig sein. Das Team der Reality Labs war laut Meta das erste, das versuchte, transparentes Siliziumkarbid zu gewinnen. Und da Siliziumkarbid eines der härtesten bekannten Materialien ist, werden zum Schneiden oder Polieren Diamantwerkzeuge benötigt, was die Herstellungskosten erhöht.

 

Fakt 12

Für die Herstellung der Wellenleiter entwickelte Meta eine eigene Ätztechnik. "Wir waren die Ersten, die die Schrägätzung direkt auf den Geräten durchgeführt haben", sagt Forschungsleiter Nihar Mohanty. "Die gesamte Branche war bisher auf das Nano-Imprinting angewiesen, das bei Substraten mit einem so hohen Brechungsindex nicht funktioniert. Deshalb hatte niemand sonst auf der Welt daran gedacht, Siliziumkarbid zu verwenden." Für die Herstellung der Siliziumkarbid-Wellenleiter hat Meta eine eigene Fabrik und Produktionspipeline etabliert.

Fakt 13

Orion kostet in der Herstellung etwa 10.000 US-Dollar und die mit Abstand teuerste Komponente sind die Siliziumkarbid-Wellenleiter. Meta hofft, die Kosten in den nächsten zehn Jahren dadurch drücken zu können, dass mehr Hersteller das optische Material fertigen.

"Orion hat bewiesen, dass Siliziumkarbid eine brauchbare Option für AR-Brillen ist und wir sehen jetzt Interesse in der gesamten Lieferkette auf drei verschiedenen Kontinenten, wo sie diese Möglichkeit intensiv verfolgen", sagt der Director of Research Science Barry Silverstein. "Die Zulieferer sind von der neuen Möglichkeit, Siliziumkarbid in optischer Qualität herzustellen, sehr angetan - schließlich stellt jede Wellenleiterlinse im Vergleich zu einem Elektronikchip eine große Menge an Material dar, und alle ihre bestehenden Fähigkeiten lassen sich auf diesen neuen Bereich anwenden."

Ihr wollt mehr erfahren? Hier sind Links zu den drei Blogartikeln

• Zero to One: How Our Custom Silicon & Chips Are Revolutionizing AR
• Orion’s Compute Puck: The Story Behind the Device that Helped Make Our AR Glasses Possible
• Crystal Clear: Our Silicon Carbide Waveguides & the Path to Orion’s Large FoV

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